Rev. Fac. Agron. (Maracay) 25:159-171. 1999.

Influencia del índice de cosecha de la mazorca sobre algunas características de la grasa de dos cultivares de cacao (Theobroma cacao L.)

Flavio González* Ligia Ortiz de Bertorelli* Lucía Graziani de Fariñas* Edgardo Monteverde-Penso**

* Instituto de Química y Tecnología, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela, Apdo. 4579. Maracay 2101. Aragua. Venezuela.

** Instituto de Genética, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela, Apdo. 4579. Maracay 2101. Aragua. Venezuela. Telefax: 58-43-465360-453242

Recibido: Julio, 1998 Aceptado: Diciembre, 1999

ABSTRACT

Harvest criteria, based on pod color change together with the sound made by cocoa pods when pounded on with fingers, were used to study variability of certain characteristics of fresh cotyledon fat of Ocumare 61 and Ocumare 77 cultivars. Pods were harvested without color change (MSC), with a color change ranging 25-50% (M25), and with a color change over 75% (M75). At harvest time, the vibrating effect and sound emitted by them were determined. Moisture content and cotyledon fat porcentage in fresh fruits were established. Fat was extracted in order to determine certain physical and chemical indexes as well as fatty acid composition. Varietal differences had effect on fat content, on the acidity index of fats, and on the proportion of oleic and linoleic acids. The harvest criteria affected in a significant way moisture and fat contents, as color changed, with pod maturity, moisture content decreased and fat content increased. This effect was more pronounced between samples MSC and M25 than between M25 and M75. Also, harvest of fruits based on external color of pods affected the proportion of oleic and linoleic acids of fats, which increased with maturity. Significant variations were observed on the chemical characteristics of fat, due to changes in the external colors of pods, as well. The iodine and saponification indexes increased between samples MSC and M75, whereas the acidity index decreased.

Key words: Cocoa, cotyledon fat, harvest index, cocoa pods

COMPENDIO

Para determinar la influencia del índice de cosecha, basado en el cambio de coloración de las mazorcas, conjuntamente con el sonido emitido al golpearlas con los dedos, sobre la variabilidad de algunas características de la grasa de los cotiledones frescos de cacao `Ocumare 61' y `Ocumare 77', fueron cosechadas mazorcas sin cambio de coloración (MSC), mazorcas con cambio de coloración entre 25 y 50% (M25) y mazorcas cuyo cambio de coloración fue superior al 75% (M75). En el momento de la recolección fueron verificados el efecto vibratorio y el sonido emitido al golpear la mazorca con los dedos. A los frutos frescos se les determinó el contenido de humedad y el porcentaje de grasa de los cotiledones. En la grasa extraída se realizaron análisis de algunos índices físicos, químicos y de la composición en ácidos grasos. Se registró una relación simple entre las pruebas, que caracterizaron el índice de cosecha y la coloración externa, la cual fue bien marcada en las mazorcas sin cambio de coloración (MSC) y en las que tenían un cambio de color superior al 75% (M75). El efecto varietal ocasionó diferencias en el contenido de grasa, en el índice de acidez de la grasa y en la proporción de los ácidos grasos oleico y linoleico. La cosecha diferencial afectó, de forma significativa, los contenidos de humedad y grasa, de manera que a medida que la coloración va cambiando con la maduración del fruto, la humedad disminuye y la grasa aumenta. Esta variación fue más notoria entre las muestras MSC y M25 que entre las M25 y M75. Igualmente, la cosecha basada en la coloración externa afectó la proporción de los ácidos oleico y linoleico de la grasa, la cual aumentó con la maduración. Además, fueron observadas variaciones significativas, con el cambio del color externo de la mazorca, en las características químicas de la grasa, presentando los índices de yodo y de saponificación un incremento entre las muestras MSC y las M75, mientras que el índice de acidez experimentó una disminución.

Palabras clave: cacao, grasa en cotiledones, índice de cosecha, mazorcas de cacao

INTRODUCCION

El estudio de la grasa de cacao se ha centrado, básicamente, en semillas maduras fermentadas tal como la reciben los fabricantes, así que los datos obtenidos de las muestras agrupadas, tienden a enmascarar diferencias a nivel de árboles individuales y de frutos influidos por variables genéticas, ambientales, prácticas agronómicas y tratamientos post-cosecha. Sin embargo, son conocidos los efectos adversos de la cosecha de los frutos inmaduros sobre la fermentación, coloración de los cotiledones, rendimientos del cacao seco (Sepúlveda, 1982) y sobre las características de la grasa (Packiyasothy et al., 1981; Wrigth et al., 1982; Alvarado et al., 1983), lo cual se refleja en el rendimiento, procesamiento del grano y en la estabilidad de sus productos.

En el fruto del cacao, denominado comúnmente mazorca, los índices de cosecha utilizados están basados en el cambio de la coloración externa, el cual es característico de la variedad; así los frutos verdes se tornan amarillos al madurar y los de color rojo toman un color anaranjado o rojo oscuro cuando están maduros. En algunos casos el cambio del color no es evidente, por lo que los productores los golpean con los dedos, diferenciando los maduros por el sonido que producen, debido a que los granos y la pulpa se desprenden de las paredes (Ramos et al., 1993). Sin embargo, en un recorrido realizado en las fincas cacaoteras de la Zona Norte Costera del estado Aragua, se detectó que los agricultores colectan mazorcas que aún no han experimentado cambios en la coloración externa, debido a que la espera aumenta la probabilidad de que sean atacadas por plagas, y a que las otras pruebas sólo son aplicables a frutos que estén al alcance de las manos; lo cual explica el incremento considerable de mazorcas con cierto grado de inmadurez por lote cosechado en la zona. Los frutos inmaduros dan origen a granos deficientemente fermentados, por no tener la pulpa suficiente cantidad de azúcar para inducir una transformación satisfactoria, aunque el principal problema, ocasionado por la cosecha inmadura, es la pérdida de grasa, la cual es del orden del 50% si la mazorca es cosechada 1.5 meses antes de alcanzar la madurez (Packiyasothy et al., 1981).

Debido a la importancia ecológica, cultural, social y económica que representa el cultivo del cacao, los organismos gubernamentales (MAC y FONAIAP), aprovechando la variabilidad genética que éste presenta, han orientado sus programas de mejoramiento al establecimiento de selecciones con base a la adaptabilidad, resistencia a plagas y enfermedades, rendimiento y calidad del grano. Como resultado de esas investigaciones, se tienen materiales altamente productivos y de calidad como los cultivares Ocumare 61 y Ocumare 77, los cuales se encuentran ampliamente difundidos en los estados Aragua, Carabobo y Miranda, siendo hoy día representativos de la producción regional (Reyes, 1978).

Por todo lo expuesto, el objetivo de este estudio consistió en determinar la influencia del índice de cosecha, usado por los productores de la zona Norte Costera del estado Aragua, sobre la variabilidad de algunas características físicas y químicas de la grasa de los cultivares de cacao Ocumare 61 y Ocumare 77.

MATERIALES Y METODOS

Los cultivares Ocumare 61 y Ocumare 77, de la Estación Experimental del MAC en Ocumare de La Costa, fueron seleccionadas acogiendo las recomendaciones de los técnicos del Ministerio. Estos cultivares forman parte del Banco de Germoplasma de Cacao del Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuarias (FONAIAP) y están considerados entre los mejores, tanto por su productividad como por su calidad.

En el ensayo fue utilizado un diseño de bloques al azar con tres repeticiones, empleando un experimento factorial 2x3, donde los tratamientos evaluados fueron el índice de cosecha a tres niveles (MSC, M25 y M75) y el tipo de cultivar a dos niveles (Ocumare 61 y Ocumare 77). La unidad experimental, establecida según la ecuación n = (k² x s²)/E (Canavos, 1988), estuvo constituida por 3 árboles y 3 mazorcas por árbol. Las mazorcas fueron cosechadas con base a los criterios usados por los productores de la zona, quienes utilizan como índice de cosecha, el cambio de color que experimentan las mazorcas, conjuntamente con la vibración de las semillas en el interior del fruto (efecto vibratorio) y el sonido que emiten al golpearlas con los dedos. Así fueron recolectadas mazorcas que visualmente no mostraron cambio de color (MSC), mazorcas con un cambio de color visual entre 25 y 50% en su área total (M25) y mazorcas en las cuales el cambio de coloración observado fue del 75% o superior (M75). En el momento de la recolección fue determinado, subjetivamente, el efecto vibratorio y el sonido emitido por las mazorcas. Las muestras fueron preparadas según el método N° 970.220 de la AOAC (1990) para su posterior análisis.

Análisis físicos, químicos y cromatográficos:

Humedad: se determinó según el método de desecación por estufa al aire, N° 931.04 de la AOAC (1990) e indicado por COVENIN (1978) en la norma N° 374-78

Extracto etéreo: se realizó por el método Goldfish, señalado en la norma N° 1340-78 COVENIN (1978)

Extracción de la grasa: se efectuó por el método Soxhlet, N° 936.15 de la AOAC (1990)

González et al. / Indice de cosecha y características de la grasa de cacao

Indice de refracción: se determinó a través de un refractómetro tipo Abbé, siguiendo el método N° 921.08-B de la AOAC (1990)

Punto de fusión: se aplicó el método del capilar cerrado, N° 920.157 recomendado por la AOAC (1990)

Indice de yodo: para la halogenación de los ácidos grasos de la manteca de cacao, se empleó el método de Hanus, N° 920.158 de la AOAC (1990)

Indice de acidez: se determinó según el método indicado por COVENIN (1974) en la norma N° 325-74

Indice de saponificación: se analizó de acuerdo con el método recomendado por COVENIN (1981) en la norma N°323-81

Cromatografía de gases: se utilizó el método propuesto por COVENIN (1985) en la norma N° 2281-85.

Las características y condiciones de operación fueron las siguientes:

Cromatógrafo de gases: VARIAN, modelo 3400, con inyector automático, detector a la llama (FID: Hidrógeno 30 ml/min Aire 300ml/min), registrador e integrador

Columna: de acero inoxidable de 2 m de largo con diámetro interno de 2 mm, empacada con 15% de DEGS sobre CROMOSORB W, AW 80/100, 2 msst

Gas de arrastre: nitrógeno 30 ml/min

Temperatura del inyector: 250°C

Temperatura del detector: 250°C

Temperatura inicial de la columna: 170°C por 5 min, programada a 2°C/min

Temperatura final de la columna: 182°C.

Los ácidos grasos fueron identificados por comparación con los estándares de los ácidos palmítico, esteárico, oleico, linoleico, linolénico y araquídico.

Análisis estadísticos

Los análisis fueron realizados por triplicado y a los resultados se les aplicó un análisis de varianza complementado con una prueba de mínima diferencia significativa (mds) a un nivel de significación del 5%. Además, fue hecho un análisis de correlación simple entre las variables niveles de coloración externa, sonido y efecto vibratorio.

RESULTADOS Y DISCUSION

Se observó una correlación simple entre la coloración externa de las mazorcas, la vibración interna de los granos y el sonido emitido al golpearlas con los dedos. Esta relación fue bien marcada en las mazorcas sin cambio de coloración (MSC) y en las que tenían un cambio de color superior al 75% (M75). En las mazorcas MSC, el coeficiente de correlación para las variables sonido y efecto vibratorio fue r = -1, mientras que en las mazorcas M75 fue r = +1. Las primeras (MSC) no presentaron vibración interna de las semillas y no emitieron sonido, en cambio en las mazorcas M75 fue percibido el efecto vibratorio y emitieron sonido. Por su parte, las mazorcas M25 presentaron una correlación negativa alta (r = -0.66) con la variable sonido. En tanto que para el efecto vibratorio, el valor obtenido fue positivo y bajo (r = +0.25), señalando que no hay correlación entre esas dos características.

El efecto varietal ocasiona diferencias en el contenido de grasa (Cuadro 1), presentando el cultivar Ocumare 61 el mayor porcentaje de este componente (51.24%). Estos resultados fueron semejantes a los señalados por Ortiz y Graziani (1995) para muestras de cacaos cultivadas en diferentes zonas del estado Aragua, y similares a los obtenidos por otros investigadores en sus estudios sobre este cultivo (Reyes, 1978; Alvarado et al., 1983; Liendo et al., 1997). En cuanto a los índices físicos y químicos de la grasa (Cuadro 2), los valores obtenidos no mostraron diferencias significativas entre los cultivares. Sin embargo, el índice de acidez resultó ser una excepción, ya que su valor fue estadísticamente superior en la grasa del cacao Ocumare 61 (0.62 mg KOH/g grasa). Resultados que coincidieron con los obtenidos por Fontes y Alvin (1972) y por Alvarado et al. (1983), quienes tampoco observaron relación entre las características físicas y químicas de la grasa y la herencia. En cambio, Liendo et al. (1997) observaron diferencias significativas en los índices de yodo y saponificación de distintos cultivares de cacao criollo.

Respecto a la composición en ácidos grasos (Cuadro 3), la grasa del cacao analizado presentó los ácidos: palmítico, esteárico, oleico, linoleico y araquídico, siendo los tres primeros componentes principales por constituir el 97% del total. En cambio, los ácidos linoleico y araquídico se encontraron en muy baja proporción, en porcentajes inferiores al 2%. La relación ácidos grasos saturados/ácidos grasos insaturados fue 1.77 para el cultivar Ocumare 61 y 1.65 para el Ocumare 77. Unicamente se observaron diferencias significativas entre los contenidos de los ácidos oleico y linoleico, correspondiendo al cultivar Ocumare 77, el porcentaje más alto de ácido oleico (36.11%), y al cultivar Ocumare 61, el de ácido linoleico (1.82%). Esta composición en ácidos grasos es comparable a la obtenida por otros investigadores en sus estudios sobre cacao (Packiyasothy et al., 1981; Alvarado et al., 1983; Ruiz y Barriga, 1993; Liendo et al., 1997).

Cuadro 1. Contenido promedio de humedad y grasa de cotiledones frescos de mazorcas de cultivares de cacao Ocumare 61 y Ocumare 77

Los valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%

Cuadro 2. Indices físicos y químicos promedios de la grasa de cotiledones frescos correspondientes a mazorcas de cultivares de cacao Ocumare 61 y Ocumare 77

Los valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%. a: mg KOH/g grasa. b: índice a 40ºC

Cuadro 3. Composición promedio en ácidos grasos de la grasa de cotiledones frescos de mazorcas de cultivares de cacao Ocumare 61 y Ocumare 77

Los valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5% 

La cosecha de frutos con diferente grado de madurez afectó, con un nivel de significación del 5%, los contenidos de humedad y de grasa (Cuadro 4), de manera que a medida que la coloración externa va variando con la maduración del fruto, la humedad disminuye de 47.68% (MSC) a 40.26% (M75), en tanto que la grasa aumenta de 47.55% (MSC) a 51.94% (M75). La variación de estos componentes fue más notoria entre las mazorcas MSC y las M25 que entre las M25 y las M75. En las dos últimas muestras, la disminución de la humedad no fue significativa (41.82% a 40.26%) y el porcentaje de grasa subió en menor proporción (50.57% a 51.94%). El incremento de la grasa fue mayor en el cultivar Ocumare 61 (Cuadro 5), en el cual aumentó de 48.39% (MSC) a 53.36% (M75), mientras que en el cacao Ocumare 77, el aumento fue de 46.71% (MSC) a 50.53% (M75). Lehrian y Keenney (1980) y Packiyasothy et al. (1981) también observaron que el contenido de lípidos incrementa en función de la maduración del fruto de cacao.

Cuadro 4. Contenido de humedad y grasa de cotiledones frescos de mazorcas de cacao cosechadas con diferente coloracion externa

Los valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%

Cuadro 5. Contenido de humedad y grasa de cotiledones frescos de mazorcas de cultivares de cacao Ocumare 61 y Ocumare 77 cosechadas con diferente coloración externa

En cuanto a las características físicas y químicas de la grasa (Cuadro 6), sólo se observaron variaciones significativas en los índices de yodo, de saponificación y de acidez. El índice de yodo aumentó a medida que la coloración del fruto fue cambiando durante la maduración, así en las mazorcas MSC, este índice fue 32.38% y en las muestras M75 alcanzó un valor de 34.15%. En el cultivar Ocumare 61 (Cuadro 7) la variación fue de 32.23% (MSC) a 33.77% (M75), en tanto que en el cultivar Ocumare 77, el incremento fue de 32.53% (MSC) a 34.53% (M75). El índice de saponificación también aumentó con el cambio de color, pero el aumento ocurrió entre las muestras M25 (184.40 mg KOH/g grasa) y las mazorcas M75 (188.92 mg KOH/g grasa). Este índice varió de184.34 mg KOH/g grasa en las muestras MSC del cultivar Ocumare 61 a 188.64 mg KOH/g grasa en las muestras M75. En el cultivar Ocumare 77, el aumento fue de 85.25 mg 1KOH/g grasa en las muestras MSC a 189.18 mg KOH/g grasa en las M75.

Cuadro 6. Indices físicos y químicos de la grasa de cotiledones frescos de mazorcas de cacao cosechadas con diferente 

Los valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%. a: mg KOH/g grasa. b: índice a 40ºC

Por su parte, el índice de acidez disminuyó su valor con la variación del color externo del fruto, experimentando una reducción gradual de 0.81 a 0.45 mg KOH/g grasa entre las muestras MSC y M75. La disminución del valor de este índice fue de 0.86 mg KOH/g grasa (MSC) a 0.40 mg KOH/g grasa (M75) en el cultivar Ocumare 61 y de 0.71 mg KOH/g grasa (MSC) a 0.30 mg KOH/g grasa (M75) en el Ocumare 77. Resultados diferentes fueron  mg KOH/g de grasa. b: índice a 40ºC obtenidos por Alvarado et al. (1983), investigadores que sólo detectaron un incremento en el índice de acidez de la grasa de cacaos cosechados en meses distinto

Cuadro 7. Indices físicos y químicos de la grasa de cotiledones frescos de mazorcas de cultivares de cacao Ocumare 61 y Ocumare 77 cosechadas con diferente coloración externa

La cosecha basada en la coloración externa (Cuadro 8), además afectó la proporción de los ácidos grasos oleico y linoleico, la cual aumentó con un nivel de significación del 5% entre las muestras. Así, las mazorcas MSC presentaron 34.60% de ácido oleico y 1.47% de linoleico, mientras que en las M75 el porcentaje de oleico incrementó a 35.61% y el de linoleico a 1.88%. Por el contrario, Packiyasothy et al. (1981) no encontraron cambios significativos en la composición de ácidos grasos asociados con el estado de madurez. Igualmente, Lehrian y Keeney (1980) observaron que la composición en ácidos grasos cambia marcadamente entre los 100 y 160 días después de la polinización (DDP), pero que a partir de los 170 DDP se estabiliza. Patel et al. (1994) también encontraron que la composición en ácidos grasos cambia entre los 95 y 115 DDP y que la mayor velocidad de síntesis de lípidos totales y ácidos grasos ocurre entre los 125 y 135 DDP, entonces declina hasta la madurez. En cambio, Alvarado et al. (1983) detectaron pequeñas variaciones en el contenido de palmítico y esteárico de la grasa de cacao cosechada en meses diferentes.

Cuadro 8. Composición en ácidos grasos de la grasa de cotiledones frescos de mazorcas de cacao cosechadas con diferente coloración externa

Los valores en columna con la misma letra no difieren al nivel de significación del 5%

En conclusión, el efecto varietal influyó sobre el contenido de grasa de los cotiledones frescos de cacao, sobre la composición en ácidos grasos y sobre el índice de acidez de la grasa, presentando el cultivar Ocumare 61 la mayor cantidad de grasa, de ácido linoleico y de acidez de la grasa y el cacao Ocumare 77 el mayor contenido de ácido oleico. Igualmente, el índice de cosecha basado en la coloración externa de la mazorca conjuntamente con el sonido emitido al golpearlas con los dedos, afectó la proporción de estos componentes. La variación de la humedad y de la grasa fue más notoria entre las muestras MSC y M25 que entre las M25 y M75. En los frutos con mayor cambio de color y que emitieron sonido (M75), el porcentaje de grasa, de oleico y linoleico fue mas alto. Así mismo, los índices de yodo, saponificación y acidez de la grasa variaron con la cosecha diferencial, de forma tal que en los frutos que experimentaron un cambio de color mayor y emitieron sonido, los índices de yodo y de saponificación aumentaron y el de acidez disminuyó.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen a FUNDACITE ARAGUA el financiamiento de esta investigación. La colaboración prestada, al doctor Rubén Vargas, al profesor Oscar Haddad, al zootecnista José Palma y al señor Sebastián Concepción.


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